KR20100104673A - 안전 경보장치 및 측정수단이 구비된 배전반 - Google Patents

안전 경보장치 및 측정수단이 구비된 배전반 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따른 안전 경보장치 및 측정수단이 구비된 배전반은 배전반(100) 내부에 발생되는 전자기장을 감지하는 전자기장 감지센서(330)와, 상기 전자기장 감지센서(330)를 배전반(100) 내부에 설치하는 고정수단(200)과, 상기 배전반(100)의 도어(110) 표면에 설치되는 고정프레임(300)과, 상기 고정프레임(300)의 내부에 내장되고 전자기장 감지센서(330)와 전기적으로 연결되는 제어부(320)와, 상기 제어부(320)와 전기적으로 연결되어 배전반(100) 내부의 상황을 문자 또는 무늬의 조합으로 고지하도록 고정프레임(300)의 중앙에 설치된 엘이디표시패널(310)과, 상기 고정프레임(300)의 일 측면에 설치된 전원공급단자(321)로 이루어진 배전반용 안전 경보장치에 있어서, 상기 배전반(100) 내부에 설치된 각종 전장품에 인가된 전력계통의 전력값을 측정하여 제어부(320)로 전송하는 측정단자(360)와, 상기 제어부(320)로 전송된 측정값을 연산하는 연산부(370)와, 상기 연산부(370)의 연산값을 표시하는 표시부(380)와, 상기 표시부(380)에 표시되는 전력값을 선택하는 버튼부(381)와, 상기 표시부(380)에 표시되는 측정값을 송신하는 송신부(390)로 구성된 것이다.
배전반, 전력, 측정, 안전, 경보, 자기장

Description

안전 경보장치 및 측정수단이 구비된 배전반{Distributing board have safety alarm}
본 발명은 안전 경보장치 및 측정수단이 구비된 배전반에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 배전반에 설치된 각종 부품에 전원 공급시 배전반 내부에 발생하는 자기장을 감지하여 배전반의 외부에서 배전반의 통전상태 유무를 작업자가 간편하게 확인함은 물론, 전력계통의 모든 전력 값을 계측 및 전송 할 수 있도록 한 안전 경보장치 및 측정수단이 구비된 배전반에 관한 것이다.
일반적으로 발전소, 변전소 등의 운전이나 제어, 전동기의 운전 등을 위해 스위치, 계기, 릴레이 등을 설치한 배전반이 마련되며, 특히 대규모 공장이나 통신업체 등에는 PLC판넬, 고-저압 판넬, 리페어(Repair) 판넬, 특고 수전반, 통신시스템 판넬 등 다양한 종류의 전자부품(이하 "전장품"이라 한다)이 배전반에 설치되어 있다.
또한, 고압모터용 배전반과 같이 부하가 크게 걸리는 배전반의 경우는 배전반에 열이 발생하게 되는데, 이와 같이 배전반 내에서 과다한 열이 발생하게 되면 전선에 큰 부하가 걸려 있음을 의미하거나 용량 과다 등과 같은 불안정 요소이므로 즉시 확인하여 시정하여야 하고, 기타 배전반 내의 이상발생시 이를 바로 잡아야한다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 제공되는 것이 안전 경보장치이다.
종래의 배전반용 안전경보장치는 배전반 내부에 설치된 전장품에 전기적으로 과부하가 가해지면 소정의 경보(경보음 또는 램프의 점등)를 제공하여 작업자에게 배전반을 수리할 수 있도록 하고 있다.
즉, 종래의 배전반용 안전장치는 전장품에 전원을 공급하는 전선에 고전 압 인가로 단락/단선이 발생될 경우에만 경보를 제공하고 있다.
한편, 배전반 내부에 설치된 전장품에 전원이 공급될 경우에는 상기 배전반의 내부에 전자기장(전기장 및 자기장)이 발생하게 된다. 따라서 배전반의 내부에 설치된 전장품의 수리 및 교환을 위하여 배전반에서 작업하는 작업자는 배전반 내부의 전자기장에 노출된 상태이므로 전자기장에 의하여 작업자가 상해를 입는 등의 문제점이 있었다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여 특허등록 제733612호와 같은 안전 경보장치가 개발되었으며, 그 배전반용 안전 경보장치는 배전반 내부에 발생되는 전자기장을 감지하는 전자기장 감지센서와, 상기 전자기장 감지센서를 배전반 내부에 설치하는 고정수단과, 상기 배전반의 도어 표면에 설치되는 고정프레임과, 상기 고정프레임의 내부에 내장되고 전자기장 감지센서와 전기적으로 연결되는 제어부와, 상기 제어부과 전기적으로 연결되어 배전반 내부의 상황을 문자 또는 무늬의 조합으 로 고지하도록 고정프레임의 중앙에 설치된 엘이디(LED) 표시패널과, 상기 고정프레임의 일 측면에 설치된 전원공급단자를 포함하여서 구성된다.
그러나 상술한 바와 같은 종래의 장치는 배전반 내부에서 발생되는 전자기장을 감지하여 배전반 외부에 설치된 엘이디 표시패널을 통하여 고지하게 되고, 또 부저 및 경광등을 통하여 배전반을 출입하는 작업자에게 배전반의 통전상태 유무를 알려줌으로 부주의로 인한 안전사고를 미연에 방지할 수 있는 있지만, 배전반 내부에 설치된 각종 전장품에 인가된 전력계통의 전력 값을 계측할 수 있는 어떠한 수단도 강구되지 않았으므로, 별도의 계측장비를 반드시 구비하여야 하는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 그 목적은 배전반 내부에 발생되는 전자기장을 감지하고, 그 감지된 전장기장에 의해 배전반 도어에 설치된 표시수단을 통하여 작업자에게 배전반 내부의 통전 유무상태를 알려줌은 물론, 배전반 내부의 이상 발생으로 그 배전반 내부를 점검 또는 수리하고자 할 때에 작업자의 안전사고를 방지할 수 있도록 한 안전 경보장치 및 측정수단이 구비된 배전반을 제공하고, 배전반 내부에 설치된 각종 전장품에 인가되는 전력계통의 모든 전력값을 계측 및 전송하여 배전반 내부의 전력 변화를 신속하고 간편하게 확인할 수 있는 안전 경보장치 및 측정수단이 구비된 배전반을 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징적인 구성을 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 특징적인 구성은 배전반 내부에 발생되는 전자기장을 감지하는 전자기장 감지센서와, 상기 전자기장 감지센서를 배전반 내부에 설치하는 고정수단과, 상기 배전반의 도어 표면에 설치되는 고정프레임과, 상기 고정프레임의 내부에 내장되고 전자기장 감지센서와 전기적으로 연결되는 제어부와, 상기 제어부와 전기적으로 연결되어 배전반 내부의 상황을 문자 또는 무늬의 조합으로 고지하도록 고정프레임의 중앙에 설치된 엘이디표시패널과, 상기 고정프레임의 일 측면에 설치된 전원공급단자로 이루어진 배전반용 안전 경보장치에 있어서, 상기 배전반 내부에 설치된 각종 전장품에 인가된 전력계통의 전력 값을 측정하여 제어부로 전송하는 측정단자와, 상기 제어부로 전송된 측정값을 연산하는 연산부와, 상기 연산부의 연산 값을 표시하는 표시부와, 상기 표시부에 표시되는 전력 값을 선택하는 버튼부와, 상기 표시부에 표시되는 측정값을 송신하는 송신부로 구성된 것이다.
또한 본 발명은 상기 측정단자에 의해서 측정되는 전력 값은 선간전압, 상전압, 상전류, 부하율(설정전류 대비 현재 전류의 비율), 전체 유효전력, 주파수, 유효전력, 전체 무효전력, 전체 피상전력 중 적어도 2개 이상 복수 개인 것이다.
그리고 상기 고정수단(200)은 배전반(100)에 자력에 의해서 부착되도록 자력을 갖는 플레이트(201)와, 상기 플레이트(201)의 표면에 돌출되게 형성된 지지봉(202)과, 상기 지지봉(202)의 단부에 형성되어 전자기장 감지센서(330)에 끼워지는 고정부재(203)로 이루어지고, 상기 고정부재(203)는 전자기장 감지센서(330)의 각도를 조절할 수 있도록 구(球) 형상으로 형성되며, 상기 제어부(320)에는 작업자에게 정보를 제공하는 부저(340) 및 경광등(341)이 더 연결되고, 상기 제어부(320)에는 배전반(100) 내부를 확인하는 작업자를 감지하는 근접센서(350) 및 부저(340)와 경광등(341)의 동작을 제어하는 스위치(351)가 더 설치된다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 그 목적은 배전반 내부에 발생되는 전자기장을 감지하고, 그 감지된 전장기장에 의해 배전반 도어에 설치된 표시수단을 통하여 작업자에게 배전반 내부의 통전 유무상태를 알려줌은 물론, 배전반 내부의 이상 발생으로 그 배전반 내부를 점검 또는 수리하고자 할 때에 작업자의 안전사고를 방지할 수 있도록 한 안전 경보장치 및 측정수단이 구비된 배전반을 제공하고, 배전반 내부에 설치된 각종 전장품에 인가되는 전력계통의 모든 전력 값을 계측 및 전송하여 배전반 내부의 전력 변화를 신속하고 간편하게 확인할 수 있는 특유의 효과가 있다.
본 발명을 나타낸 첨부도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명에 따른 안전 경보장치 및 측정수단이 구비된 배전반이 배전반에 설치된 상태를 나타낸 사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 안전 경보장치 및 측정수단이 구비된 배전반을 나타낸 단면도이며, 도 3은 본 발명에 따른 안전 경보장치 및 측정수단이 구비된 배전반을 나타낸 블록 구성도이고, 도 4는 본 발명에 따른 안전 경보장치 및 측정수단이 구비된 배전반의 배선도상태를 나타낸 개략도이 다.
여기에서 참조 되는 바와 같이 본 발명은 배전반(100)의 내부에 설치된 각종 전장품에서 발생되는 전자기장을 감지하기위한 전자기장 감지센서(330)가 설치되고, 그 전자기장 감지센서(330)는 고정수단(200)에 의해 배전반(100) 도어(110)의 내측 면에 부착 설치된다.
한편, 상기 고정수단(200)에는 배전반(100)에 자력에 의해서 부착되도록 자력을 갖는 플레이트(201)가 고정 설치되는데, 상기 플레이트(201)의 표면에는 지지봉(202)이 돌출되게 형성되고, 그 지지봉(202)의 선단에는 구(球) 형상의 고정부재(203)가 형성된다.
상기와 같이 형성된 구(球) 형상의 고정부재(203)는 전자기장 감지센서(330)의 몸체에 형성된 고정부재 안착부에 긴밀히 끼워 결합되어 사람이 인위적으로 전자기장 감지센서(330)의 몸체를 움직이게 되면 그에 따라 전자기장 감지센서(330)가 움직여 각도 조정이 되는 것이다.
또한 상기 도어(110)의 표면에는 고정프레임(300)이 설치되고, 그 고정프레임(300)의 내부에는 전자기장 감지센서(330)의 감지 값을 받아 제어신호를 발생시키는 제어부(320)가 설치되며, 상기 고정프레임(300)의 중앙에는 제어부(320)와 전기적으로 연결되어 배전반(100) 내부의 이상 유무 상황을 문자 또는 무늬의 조합으로 고지하는 엘이디(LED) 표시패널(310)이 설치된다. 그리고 상기 고정프레임(300)의 일 측면에는 외부로부터 전원을 공급받기 위한 전원공급단자(321)가 마련된다.
상기 배전반(100) 내부의 이상 유무 상황을 문자 또는 무늬의 조합으로 고지하는 엘이디(LED) 표시패널(310)은 도어(110)의 선택된 외부 표면에 설치되어 배전반(100)의 외부에서 목측할 수 있도록 하였고, 상기 엘이디(LED) 표시패널(310)의 설치 위치는 배전반(100)의 도어(110)의 선택된 외부 표면 중에서 상부에 위치하게 하여 사람이 용이하게 목측할 수 있도록 함이 바람직하다.
한편, 상기 제어부(320)에는 배전반(100) 내부의 전자기장을 감지할 수 있는 전자기장 감지센서(330)외에도 근무자 또는 작업자가 배전반(100)의 내부로 전장품을 수리 및 교환하기 위하여 도어를 열고 들어갈 때에 그를 감지하는 근접센서(350)가 더 연결 설치된다.
그리고 상기 도어(110)의 전면 또는 배전반(100)의 전면 선택된 곳에는 배전반 외부의 작업자가 시각 및 청각을 통하여 위험 및 경각심을 심어주는 부저(340) 및 경광등(341)이 더 설치되고, 그 부저(340) 및 경광등(341)은 상기 제어부(320)에 전기적으로 연결 설치되며, 상기 부저(340) 및 경광등(341)의 동작을 작업자가 중지시킬 수 있는 스위치(351)도 마련된다.
한편, 상기 배전반(100) 내부에 설치된 각종 전장품에 인가된 전력계통의 전력값을 측정하기 위하여 측정단자(360)가 연결되는 것이며, 그 측정단자(360)는 전원의 종류에 따라서 도 4에 나타낸 바와 같은 방식으로 배선하는 것이다.
상기 측정단자(360)는 제어부(320)와 전기적으로 연결되어 있고, 제어부(320)에는 측정단자(360)에서 전송된 측정값을 연산하는 연산부(370)가 전기적으로 연결되어 있다.
그리고, 상기 측정단자(360)에 의해서 측정되는 전력값은 선간전압, 상전압, 상전류, 부하율(설정전류 대비 현재 전류의 비율), 전체 유효전력, 주파수, 유효전력, 전체 무효전력, 전체 피상전력 중 적어도 2개 이상 복수개를 측정하는 것이다.
또한 상기 제어부(320)에는 연산부(370)의 연산 값을 표시하는 표시부(380)가 전기적으로 연결되어 있고, 상기 표시부(380)의 일측에는 그 표시부(380)에 표시되는 전력 값을 선택하는 버튼부(381)가 설치되어 있으며, 상기 표시부(380)와 버튼부(381)는 도어(110)의 전면에 설치되어 있다.
한편, 상기 제어부(320)에는 표시부(380)에 표시되는 측정값을 송신하는 송신부(390)가 전기적으로 연결되어 있되, 상기 송신부(390)는 유선 또는 무선방식으로 이루어지는 것이다.
상기와 같은 구성을 갖는 본 발명의 안전 경보장치 및 측정수단이 구비된 배전반을 더욱 상세하게 설명하면 다음과 같다.
먼저, 배전반(100)의 내부에 설치된 전장품의 종류 및 위치에 따라서 전자기장이 발생하는 량 및 위치가 변경되는 것이며, 전자기장을 신속하고 정확하게 감지할 수 있도록 하기 위하여 배전반(100)의 내부에 전자기장 감지센서(330)를 설치한다.
상기 전자기장 감지센서(330)의 설치는 그를 고정하는 자력을 갖는 플레이트(201)와, 지지봉(202) 및 구(球) 형상의 고정부재(203)를 이용하여 하는 것이고, 상기 자력을 갖는 플레이트(201)는 배전반(100) 또는 도어(110)의 내측 면 선택된 곳에 접촉시키면 자력에 의해서 견고히 부착된다.
상기 플레이트(201)가 부착된 후 전자기장 감지센서(330)를 회전시키면, 그 전자기장 감지센서(330)는 지지봉(202)의 단부에 구(球) 형상으로 형성된 고정부재(203)에 견고히 끼워진 상태이므로 인위적인 힘을 가했을 때 회전되는 것이다.
그리고 고정프레임(300)에 형성된 전원공급단자(321)에 전원을 공급하는 것이며, 상기 전원공급단자(321)에 공급되는 전원은 배전반(100)에 설치된 전장품에 공급되는 전원을 사용할 수도 있지만, 더욱 바람직하게는 별도의 전원(배터리 등)을 사용하는 것이다. 왜냐하면, 전장품에 공급되는 전원이 차단될 경우에도 안전장치를 원활하게 작동시키기 위함이다.
상기와 같이 안전장치가 설치된 상태에서 배전반(100) 내부에 설치된 전장품에 전원을 공급하면, 상기 배전반(100) 내부에는 전자기장이 발생하게 되고, 상기 배전반(100) 내부에서 발생되는 전자기장은 전자기장 감지센서(330)에 의해서 감지된다.
상기 전자기장 감지센서(330)에서 감지된 감지 값은 제어부(320)로 전송되는 것이고, 상기 제어부(320)에서 전송받은 감지 값은 사전에 설정된 기준 값을 비교하여 결과에 따라서 엘이디 표시패널(310)에 문자 또는 무늬가 표현되도록 제어신호를 발생시킨다.
일예로, 배전반(100) 내부의 전자기장이 기준 값 이하일 경우에는 "단전 중"을 표시하고, 전자기장 기준 값 이상일 경우에는 "통전"또는 "위험" 등을 표현하여 배전반(100) 외부의 근무자 또는 작업자에게 고지하는 것이다.
한편, 상기와 같이 엘이디 표시패널(310)에 제공되는 문자는 배전반(100)에 근접한 작업자만 확인할 수 있게 되므로 전자기장 기준 값 이상일 경우에는 경광등(341) 및 부저(340)가 동시에 작동되어 배전반(100)에 근접하는 근무자 또는 작업자 에게 고지하는 것이다.
그리고 상기 배전반(100)에 설치된 전장품의 수리 및 교환을 위하여 배전반(100)의 내부로 작업자가 이동하면, 근접센서(350)가 감지하여 부저(340) 및 경광등(341)이 동작되어 배전반(100) 내부에 전자기장이 발생된 상태 즉 통전상태임을 작업자에게 알려주게 되는 것이다.
따라서 작업자는 배전반(100) 내부에 설치된 각종 전장품의 전원을 단전시킨 후 작업을 하면 되고 그에 따라 안전사고(감전사고)를 방지할 수 있게 되는 것이다. 상기 동작되는 부저(340) 및 경광등(341)은 배전반(100) 내부에 설치된 스위치(351)를 조작하면 정지시킬 수 있다.
이러한 본 발명에 따르면, 배전반(100)의 외부에서도 배전반(100) 내부의 상황을 엘이디 표시패널(310)을 통하여 알 수 있음은 물론, 배전반(100)의 내부에 설치된 각종 전장품을 수리하고자 작업자가 배전반(100)의 도어(110) 열 때에도 근접센서(350)에 의해 감지되어 부저(340) 및 경광등(341)을 작동시킴으로 작업자는 안전사고로부터 보호할 수 있는 것이다.
또한 도어(110)가 닫혀진 상태에서 배전반(100) 내부에 설치된 각종 전장품에 전원이 공급되면, 측정단자(360)에는 전장품의 전력계통의 전력 값이 측정된다.
이때 측정되는 전력 값은 제어부(320)로 전송되는 것이고, 상기 제어부(320)로 전송된 측정값은 연산부(370)에서 연산한 후 표시부(380)에 표시하게 되는 것이 다.
한편, 표시부(380)의 일측에 설치된 버튼부(381)를 조작하는 것으로서, 전압 값, 전류 값, 전력 값을 표시부(380)에 표시하게 되는 것이다.
이와 같이 표시되는 측정값은 송신부(390)에 의해서 무선 또는 유선으로 송신되고 수신부(도면 미도시)에 수신되므로 원거리에 설치된 관리자가 배전반(100)에 근접하지 않고도 배전반(100) 내부에 설치된 각종 전장품의 전력계통 측정값을 확인할 수 있게 되는 것이다.
일예로 무선방식으로 송수신할 경우에는 무선 인터넷 또는 위성을 이용하는 것이 가능하며, 수신부는 컴퓨터 또는 휴대용 단말기(휴대폰, PDA 등)을 사용하는 것이다.
따라서, 관리자는 원거리에서 또는 이동 중에도 배전반(100)의 이상 유무를 확인할 수 있는 것이며, 양방향 통신이 가능하게 설치한 경우에는 배전반(100)의 이상 발생시 원격으로 배전반(100)의 비상상황을 해결할 수 있게 되는 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 안전 경보장치 및 측정수단이 구비된 배전반이 배전반에 설치된 상태를 나타낸 사시도.
도 2는 본 발명에 따른 안전 경보장치 및 측정수단이 구비된 배전반을 나타낸 단면도.
도 3은 본 발명에 따른 안전 경보장치 및 측정수단이 구비된 배전반을 나타낸 블록 구성도.
도 4는 본 발명에 따른 안전 경보장치 및 측정수단이 구비된 배전반의 배선상태를 나타낸 개략도.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
100 : 배전반 110 : 도어
200 : 고정수단 201 : 플레이트
202 : 지지봉 203 : 고정부재
300 : 고정프레임 310 : 엘이디표시패널
320 : 제어부 321 : 전원공급단자
330 : 전자기장 감지센서 340 : 부저
341 : 경광등 351 : 스위치
360 : 측정단자 370 : 연산부
380 : 표시부 381 : 버튼부
390 : 송신부

Claims (7)

  1. 배전반(100) 내부에 발생되는 전자기장을 감지하는 전자기장 감지센서(330)와, 상기 전자기장 감지센서(330)를 배전반(100) 내부에 설치하는 고정수단(200)과, 상기 배전반(100)의 도어(110) 표면에 설치되는 고정프레임(300)과, 상기 고정프레임(300)의 내부에 내장되고 전자기장 감지센서(330)와 전기적으로 연결되는 제어부(320)와, 상기 제어부(320)와 전기적으로 연결되어 배전반(100) 내부의 상황을 문자 또는 무늬의 조합으로 고지하도록 고정프레임(300)의 중앙에 설치된 엘이디표시패널(310)과, 상기 고정프레임(300)의 일 측면에 설치된 전원공급단자(321)로 이루어진 배전반용 안전 경보장치에 있어서,
    상기 배전반(100) 내부에 설치된 각종 전장품에 인가된 전력계통의 전력 값을 측정하여 제어부(320)로 전송하는 측정단자(360)와, 상기 제어부(320)로 전송된 측정값을 연산하는 연산부(370)와, 상기 연산부(370)의 연산 값을 표시하는 표시부(380)와, 상기 표시부(380)에 표시되는 전력 값을 선택하는 버튼부(381)와, 상기 표시부(380)에 표시되는 측정값을 송신하는 송신부(390)로 구성됨을 특징으로 하는 안전 경보장치 및 측정수단이 구비된 배전반.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 측정단자(360)에 의해서 측정되는 전력 값은 선간전압, 상전압, 상전류, 부하율(설정전류 대비 현재 전류의 비율), 전체 유효전력, 주파수, 유효전력, 전체 무효전력, 전체 피상전력 중 적어도 2개 이상 복수 개임을 특징으로 하는 안전 경보장치 및 측정수단이 구비된 배전반.
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 고정수단(200)은 배전반(100)에 자력에 의해서 부착되도록 자력을 갖는 플레이트(201)와, 상기 플레이트(201)의 표면에 돌출되게 형성된 지지봉(202)과, 상기 지지봉(202)의 단부에 형성되어 전자기장 감지센서(330)에 끼워지는 고정부재(203)로 이루어진 것을 특징으로 하는 안전 경보장치 및 측정수단이 구비된 배전반.
  4. 청구항 3에 있어서, 상기 고정부재(203)는 전자기장 감지센서(330)의 각도를 조절할 수 있도록 구(球) 형상으로 형성됨을 특징으로 하는 안전 경보장치 및 측정수단이 구비된 배전반.
  5. 청구항 1에 있어서, 상기 제어부(320)에는 작업자에게 정보를 제공하는 부저(340) 및 경광등(341)이 더 연결됨을 특징으로 하는 안전 경보장치 및 측정수단이 구비된 배전반.
  6. 청구항 1에 있어서, 상기 제어부(320)에는 배전반(100) 내부를 확인하는 작업자를 감지하는 근접센서(350) 및 부저(340) 및 경광등(341)의 동작을 제어하는 스위치(351)가 더 설치됨을 특징으로 하는 안전 경보장치 및 측정수단이 구비된 배전반.
  7. 청구항 1에 있어서, 상기 송신부(390)는 인터넷, 위성통신, 지상파통신 중 어느 하나를 이용함을 특징으로 하는 안전 경보장치 및 측정수단이 구비된 배전반.
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